მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ახალი კანდიდატი “ენის გენისთვის”, რომელიც, შესაძლოა, ადამიანის მეტყველებასთან იყოს დაკავშირებული – და ამ გენის გამოყენებით მათ თაგვების ხმა შეცვალეს.
ეს გენი NOVA1-ია, რომელიც ადამიანებში უნიკალური მუტაციით გამოირჩევა. თითქმის ყველა სხვა ძუძუმწოვარს ამ გენის ერთი და იგივე ვერსია აქვს, თუმცა ადამიანებში ერთეულ ამინომჟავაში მომხდარმა ცვლილებამ გადამწყვეტი როლი შეასრულა საუბრის ევოლუციასა და ჰომო საპიენსის განვითარებაში.
კვლევა როკფელერის უნივერსიტეტში და ქოლდ სპრინგ ჰაბორ ლაბორატორიაში ჩატარდა. მეცნიერების თქმით, აღნიშნული მუტაცია არც ნეანდერტალელს და არც დენისოველს არ გააჩნდათ, რაც ნიშნავს, რომ ის განვითარდა ბოლო რამდენიმე ასეული ათასი წლის განმავლობაში, მას შემდეგ, რაც ჩვენი წინაპრები ამ გადაშენებული ნათესავებისგან გამოიყო.
ადრე ე.წ. “ენის გენად” FOXP2 განიხილებოდა, რომელიც ასევე ცვლის თაგვების ხმის ტემბრს, მაგრამ ეს გენი ნეანდერტალელის დნმ-შიც იძებნება. მიუხედავად იმისა, რომ გენი, შესაძლოა, მეტყველების ევოლუციაში მონაწილეობდა, იგი ვერ ხსნის ადამიანის ევოლუციურ წარმატებას უკანასკნელი ათასწლეულების განმავლობაში.
დღეს მეცნიერებისთვის უცნობია, თუ რამდენად ჰქონდა მეტყველების უნარი ნეანდერტალელსა და დენისოველებს, მაგრამ NOVA1-ის ეს მუტაცია ადამიანის გენომში საკმაოდ წარმატებული აღმოჩნდა.
მეცნიერებმა 650 000-ზე მეტი ადამიანის დნმ-ის ნიმუშში მხოლოდ ექვსი ისეთი ინდივიდი იპოვეს, რომლებსაც თანამედროვე NOVA1 ვერსია არ გააჩნდათ. ამ პირების შესახებ არ არის ცნობილი არანაირი ინფორმაცია, რაც მათ განსხვავებულობას კიდევ უფრო საიდუმლოებით მოცულს ხდის.
ვოლფგანგ ენარდი, გენეტიკოსი რომელიც ადრე FOXP2 გენზე მუშაობდა, აღნიშნავს, რომ NOVA1 “ახალი და მნიშვნელოვანი მოთამაშეა” ადამიანის მეტყველების ევოლუციის გასაგებად.
“ეს გენი წარმოადგენს ფართომასშტაბიანი ევოლუციური ცვლილების ნაწილს, რომელმაც თანამედროვე ადამიანებში მეტყველების წარმოშობას ბიძგი მისცა. NOVA1, შესაძლოა, მართლაც იყოს ერთ-ერთი ნამდვილი ‘ენის გენი’, თუმცა ეს მხოლოდ ერთია იმ მრავალ გენურ ცვლილებებს შორის, რომლებმაც ადამიანის უნიკალური ევოლუცია განსაზღვრა”, — აცხადებს ნეირო-ონკოლოგი რობერტ დარნელი, როკფელერის უნივერსიტეტიდან. იგი NOVA1-ის კავშირს დაავადებებთან და ინტელექტუალურ ფუნქციასთან 1990-იანი წლებიდან იკვლევს.
რობერტ დარნელმა და მისმა გუნდმა NOVA1-ის ადამიანის ვერსია გენეტიკურად მოდიფიცირებულ თაგვებზე გატესტეს და აღმოაჩინეს, რომ თაგვები სხვაგვარად წრიპინებდნენ. მიუხედავად იმისა, რომ ზრდასრულ და პატარა თაგვებს ხმოვანი სიგნალების იგივე რაოდენობა ჰქონდათ, მათი ხმა შეცვლილი იყო.
გენეტიკურად მოდიფიცირებულ პატარა თაგვები უფრო მაღალი ულტრაბგერითი სიხშირით წრიპინებდნენ. მდედრი თაგვებისთვის ეს ხმა მაინც არ იყო განსაკუთრებულად მიმზიდველი, თუმცა მეცნიერები ფიქრობენ, რომ ეს შესაძლოა თაგვების კომუნიკაციის გაძლიერების მცდელობის ნიშანი იყოს. მაღალი სიხშირის ხმები ზრდასრულ მამრ თაგვებშიც ხშირად გამოიყენება შეწყვილებისას, რათა პარტნიორი მიიზიდონ. თუმცა, NOVA1-ის ადამიანის ვერსიით მოდიფიცირებულ ზრდასრულ მამრ თაგვებში ხმა უფრო მაღალი სიხშირის კი არ გახდა, არამედ შეიცვალა მისი სტრუქტურა და გაჩნდა უფრო რთული ბგერები.
“მამრი თაგვები განსხვავებულად ‘ესაუბრებოდნენ’ მდედრ თაგვებს”, – განმარტავს დარნელი. “სავარაუდოდ, ასეთმა ცვლილებებმა ხმოვან კომუნიკაციაში ევოლუციაზე დიდი გავლენა მოახდინა”.
ფოტო: Nature Communications
მეცნიერებისთვის კვლავ უცნობია, თუ რატომ ახდენს NOVA1 თაგვების ხმაზე ასეთ ცვლილებებს, თუმცა გუნდს სჯერა, რომ ეს ყველაფერი ტვინის გარკვეულ ნაწილებში მოლეკულურ ცვლილებებს იწვევს.
NOVA1 გენმა შესაძლოა ევოლუციის პროცესში ტვინის მუშაობის ცვლილებაზე გადამწყვეტი გავლენა იქონიოს. ეს გენი “მთავარი რეგულატორია”, რადგან ის განვითარების პროცესში 90%-ზე მეტ სხვა გენზე ახდენს ზემოქმედებას.
NOVA1-ის კოდი ტვინში Nova-1 ცილას წარმოქმნის, რომელიც ნეირონებთან ბმისას RNA-ის სექციებს ჭრის და გადაანაცვლებს. ეს პროცესი ტვინის უჯრედების მიერ ცილების სინთეზის პროცესს ცვლის და შესაძლოა ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში მოლეკულური მრავალფეროვნების გაზრდას იწვევდეს.
როდესაც დარნელის გუნდმა თაგვების ტვინში NOVA1-ის ადამიანის ვერსია ჩართო, მათ აღმოაჩინეს, რომ RNA-ის გენეტიკური მასალის გადანაწილება, ყველაზე მეტად სწორედ იმ უბნებში შეიცვალა, რომლებიც ხმოვან ქცევასთან არის დაკავშირებული.
“ეს იმ იშვიათ მომენტთაგანია, როცა მეცნიერებაში რაღაც მართლაც მოულოდნელი და საოცარი ხდება”, — ამბობს დარნელი.
ეს გენი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ადამიანებში სწავლის პროცესის რეგულირებაში, ხოლო მისი მუტაციები შესაძლოა ფსიქიკურ დარღვევებსა და მოტორული განვითარების ანომალიებს იწვევდეს.
“ჩვენი მონაცემები აჩვენებს, რომ თანამედროვე ადამიანების წინაპრებმა აფრიკაში I197V მუტაცია განიცადეს, რომელიც საბოლოოდ დომინანტური გახდა. ეს მუტაცია უპირატესობას იძლეოდა ხმოვან კომუნიკაციასთან მიმართებით”, — განმარტავს დარნელი — “ამის შემდეგ მოსახლეობა აფრიკიდან მთელს მსოფლიოში გავრცელდა”.
კვლევა ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნდა, რომელიც პორტლმა on.ge-მ თარგმნა და მოამზადა
